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导电高分子凝胶是一种占有广博运用前程的新式材料,由于它既是一种有机导体,又接管了凝胶材料奇特的三维网络结谈判由此构成的奇特物理化学性质,譬如较大的表面积、高孔隙率以及机关可调控性。德克萨斯大学奥斯汀分校的余桂华教学团队欺诈导电高分子凝胶的这些奇特点质,打算开采了新式锂离子电池粘合剂,灵验提升了电池电极的机能。
锂离子电池的电极时常由电极材料和粘合剂构成。比年来,一大量新式电极材料,特别是纳米机关的电极材料胜利合成。但是,这些高机能材料对锂离子电池粘合剂的请求也面对着挑战。保守粘合剂由导电增加剂(时常为碳纳米颗粒)和绝缘高分子构成,由于不够机关上的优秀平静性与相容性,无奈完成电极内各样成份的平均散布,无奈同时保证电极内高效的电子和离子传输,进而致使电极中传输瓶颈的涌现。
德克萨斯大学奥斯汀分校团队打算开采的基于导电高分子凝胶的新式锂离子电池粘合剂很好地收拾了上述题目。他们采取多官能团分子(植酸、酞菁铜等)做为交联剂,将导电高分子(聚吡咯)在电极材料散开液华夏位会合而且交联,构成占有3D网络机关的电池电极。该凝胶粘合剂在电极中建设了一个占有高电导率的骨架,将嵌于此中的电极材料彼此联接,进而为每一个活性材料颗粒供应高效的导电通路。与此同时,三维机关电极中的多孔机关能推进电解液在电极中崎岖,进而改正离子的传输。获利于原位会合,导电高分子凝胶粘合剂能在每一个电极材料颗粒的表面构成高分子薄层,进而防止颗粒的堆积,保证了通往每一个颗粒的电子离子传输。以上这些特点保证了电池电极的精良倍率机能。其它,获利于高分子材料的粘弹性,凝胶骨架能调和电极材料在电化学反映中构成的体积改变,进而保证传输通路的平静性,提升电极的欺诈寿命。
导电高分子凝胶粘合剂的特机能经过欺诈不同交联分子举办调控,进而遍及实用于各样电极材料。其它,该材料制备浅显、价值便宜,希望实用于产业临盆,成为下一代商用锂离子电池粘合剂。
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